[實用新型]碳纖維生產廢氣處理利用裝置

有效

• 申請號: 201220546336.4
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN202876641U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 雷震;宋威;蔡彤旻;黃險波;黃有平;辛偉;馬雷
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;F23G7/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 林火城

技術領域

本實用新型涉及一種廢氣處理裝置，尤其涉及一種碳纖維生產廢氣的處理利用裝置。

背景技術

21世紀，碳纖維以其作為纖維增強復合材料的優異性能，廣泛地被應用于航天航空、國防軍工、文體器材、醫用器材、新能源和土木建筑等領域，高性能碳纖維的需求量也快速加大。碳纖維制造過程包括預氧化、炭化、表面處理等步驟，每一步都對碳纖維的品質有著至關重要的影響。碳纖維生產能耗高、生產廢氣較難處理問題一直困擾著碳纖維生產制造產業，造成了碳纖維的生產成本一直居高不下。

為了在碳纖維生產過程中節約能耗，中國專利CN100451190C提供了一種加熱氣體循環使用高效節能裝置，通過一個氣體凈化器將碳纖維生產設備排出的高熱量廢氣凈化后，再通入碳纖維生產設備循環使用，在一定程度上降低了生產能耗。

但是，上述專利文獻中的裝置僅僅涉及了碳纖維生產中高溫廢氣熱量的循環利用，表面處理過程產生的常溫廢氣未有提及，不能全面地解決碳纖維整個生產過程中所產生廢氣的處理問題；而且，其凈化處理高溫廢氣的過程中，高溫廢氣中的熱量會有很大的損失，因此對高溫廢氣的熱量再利用效率較低；其次，對廢氣進行凈化處理以再利用，就不可避免地會存在凈化不完全的可能性，凈化不完全的氣體進入碳纖維生產設備，不僅會降低碳纖維產品的性能，更甚者會損壞碳纖維生產設備，造成極大的經濟損失；再者，高溫廢氣通過氣體凈化器的凈化雖然吸收了廢氣中的有害物質，但有害氣體仍然存在，廢氣未能被徹底地處理，這就需要進行二次處理，極大地增加了處理成本，否則這些有害物質的直接排放將對環境造成極大的污染。

實用新型內容

鑒于以上所述，有必要提供一種高溫廢氣熱量利用率高、對環境影響小、且能全面處理碳纖維生產中產生的廢氣的裝置。

一種碳纖維生產廢氣處理利用裝置，包括爐體和噴淋吸收塔；所述爐體包括內部為空腔的內層和設置在內層外的第一保溫層；所述內層依次包括廢氣焚燒段、一級換熱段、二級換熱段和三級換熱段；所述三級換熱段與噴淋吸收塔相連；所述一級換熱段、二級換熱段和三級換熱段各包括獨立的換熱管道，依次使分別充入在各獨立的換熱管道內的氧化爐廢氣、惰性氣體、空氣與廢氣焚燒段處理后產生的高溫廢氣進行熱交換。

其中，所述廢氣焚燒段用于燃燒碳纖維生產過程中產生的廢氣且在所述廢氣焚燒段中產生高溫廢氣。

其中，所述一級換熱段用于加熱氧化爐產生的廢氣以及向所述廢氣焚燒段提供加熱后的氧化爐產生的廢氣。

其中，所述二級換熱段用于加熱炭化爐所需的惰性氣體。

其中，所述三級換熱段用于加熱氧化爐所需的空氣。

其中，所述噴淋吸收塔用于對換熱后的高溫廢氣和/或碳纖維生產中不超過100℃的廢氣進行中和處理。

其中，炭化爐產生的廢氣中所含的HCN、NH₃等有害氣體在所述廢氣焚燒段中燃燒生成氧化物并產生熱量。

其中，所述爐體還包括一外層，所述外層設于所述第一保溫層表面。

其中，所述第一保溫層由單層或多層保溫材料組成。

其中，所述廢氣焚燒段中的換熱管道包括第一進氣管、第二進氣管以及第三進氣管；所述第一進氣管與炭化爐的廢氣排放管相連通；第三進氣管與所述一級換熱段連接。

碳纖維生產過程中的炭化爐廢氣通過所述第一進氣管從所述炭化爐進入到所述廢氣焚燒段。所述第二進氣管用于向所述廢氣焚燒段提供助燃物。所述廢氣焚燒段內部空腔用于燃燒并產生高溫廢氣。所產生的高溫廢氣從所述廢氣焚燒段依次經過所述一級換熱段、所述二級換熱段以及所述三級換熱段。

其中，所述一級換熱段中的換熱管道包括第四進氣管、第一出氣管以及一級換熱管；所述一級換熱管設于所述一級換熱段的內部，所述一級換熱管與第四進氣管、第一出氣管相連通；所述第四進氣管與氧化爐的廢氣排放管相連；所述第一出氣管與所述第三進氣管相連通。

進一步地，所述一級換熱管是由一條管道多次曲折回轉而成的；或是由多條管道貫通連接而成的，以便延長氧化爐廢氣與燃燒后的高溫廢氣的熱交換時間，增大氧化爐廢氣的接觸面積，提高熱量利用率。

氧化爐產生的廢氣經過一氧化爐廢氣排放管從第四進氣管進入一級換熱管進行一級熱交換，加熱后的氧化爐產生的廢氣從所述第一出氣管經所述第三進氣管進入所述廢氣焚燒段，與所述廢氣焚燒段中的炭化爐產生的廢氣混合、燃燒，產生高溫廢氣。